背景概述

现有的变电站视频监测系统局限于对变电站的监视,真正实现视频识别与监测的少,且需要人工干预的比较多,从而无法满足智能监测的需求。本文针对现有视频监测系统的不足,依托电力系统已有的通信网络,设计了一种新型无人值守变电站智能视频监测系统。 无人值守变电站智能视频监测系统不仅可以满足无人值守变电站日常的视频监视需求,还可以通过对视频的处理进行行为分析,判断变电站的工作状态,对变电站内出现的异常情况能够及时报警,真正实现了无人值守变电站的智能视频监测。该系统通过智能视频识别和监测技术,构建多层次、多样化、智能化的立体防护体系,大大增强了无人值守变电站运行的安全性和可靠性。

系统概述

变电站辅助综合监控系统一体化监控平台包括视频监控子系统、安防子系统（即：周界报警系统，含电子围栏和红外对射）、消防子系统（含火灾报警系统、主变消防报警系统）、环境监测子系统（含室内温湿度、室内SF₆气体泄漏、水浸监测等）、在线监测子系统（主变油色谱、铁芯接地电流、GIS局放）、灯光空调风机控制子系统（含新风装置等）、智能机器人巡检子系统（含轨道机器人）、智能门禁子系统等。

 变电站智能辅助系统综合监控平台通过各种物联网技术，对全站前端各种传感器数据的集中采集分析，能够在站端实现消防、安防、电缆火灾、配电、变压器、仪表等设备的预警，实现对变电站、基站等场所的监测、预警和自动控制，大大降低人为因素带来的损失。

系统功能

1、实时监控功能

   变电站智能辅助系统实时监测变电站的全景运行状态，对变电站视频信息、安全警卫信息、运行环境信息及各种事件进行一体化综合展示，并可实现对设备的远程控制。

（1）综合应用棒图、图表、表格、曲线、动画、图片、颜色等多种展示方式。

（2）支持按不同方式（信息类型、工作场所、生产设备）查看监控信息，支持树形方式展开所选择的数据信息。

（3）实时展示变电站各类环境信息，包括温度、湿度、SF6浓度、O2浓度、水位、水浸、火灾报警情况等。

（4）实时展示安防设备的工作状态、告警状态，可远程手动、自动布/撤防，可远程手动、自动调整电子围栏的工作模式。

（5）实时展示门的开、关状态及开门人员信息，可远程实现开门、关门、布/撤防。

（6）可远程手动、自动控制风机、灯具、水泵的启、停，可远程手动、自动调整空调的工作模式，可自由设置设备的工作时间和启动条件，可实时查看设备的工作状态。

（7）视频监控功能

①支持多画面分割预览、画面电子放大及全屏显示。

②支持任一画面的视频录像、图片抓拍、PTZ控制、预置点调用等操作。

⑦具备远程视频巡检功能，可设置巡检路径、巡检规则。系统记录巡检时间、操作人员等信息，支持巡检暂停、结束、重新开始等操作。

⑧支持视频回放。

⑨视频智能分析。根据智能分析命令，启动摄像机预置点采集图像信息，在指定时间内进行数据分析并与模型进行比对。分分析结果可以是模型数据、图片或视频片段，并以网络方式上传。

2、实时告警功能

   系统实时监测各类信息，并会产生实时告警。对于每一条告警信息均记录事件性质、事件对象、事件内容、发生时间、事件原因及其他一些描述信息。发生告警时，可配合电子地图显示或自动推出画面，并可发出声音报警提示，同时可设置远程短信息报警。系统具有告警信息自动过滤功能，可避免产生大量重复的信息。

3、历史数据查询功能

   系统支持变电站视频信息、环境信息、设备状态、告警信息等各类数据的存储。所有的历史数据均可查询，可支持按照时间、设备对象等多种条件组合进行查询。

   历史数据可以曲线的的形式展示。支持在同一个窗口上显示多条曲线，曲线条数、曲线展示风格、报警阀值的上下限、曲线扫描周期等参数可设。告警信息以列表的形式展示，对于关联的录像和拍照事件可以直接查看录像和照片。历史数据支持以Excel、TXT文件格式进行导出备份，支持输出成报表，并可输出打印。

   视频录像可支持直观的图形化界面对历史视频进行管理，支持按通道、时间、录像类型、存储位置等组合条件来检索数据。支持书签功能，支持录像文件的锁定和解锁。支持回放时拖动、快进、慢进、单帧播放、电子放大、回放抓图、片段剪辑及添加备注信息，支持鼠标拖动定位。支持多路同步播放。

4、系统联动功能

   变电站智能辅助系统支持各子系统的广泛联动。本系统采用事件驱动的方式实现设备间的相互联动，在任意一个事件发生时都可以引发其他设备的相应动作，任意设备之间的联动关系可以自由设置，系统同时提供提供典型的配置模板或配置策略。

典型的联动功能有：

（1）当入侵行为触发报警时（电子围栏告警、主动红外对射报警器告警），相关摄像机自动凝视侵入目标并启动录像功能，启动声光报警器，夜间自动打开室外灯具，同时监控界面自动推出报警窗口，并配合电子地图显示。

（2）室内温湿度越限时，监控界面自动给出报警信息。并启动风机或空调进行调节。

（3）SF6发生泄漏时，自动启动风机，室内有人时同时启动声光报警器，同时监控界面自动推出报警窗口，并配合电子地图显示。

（4）当有人进入GIS室操作室时，可自动启动风机。当进入主要的设备室时，系统可进行相应记录或相关操作。

（5）在人员刷卡、门异常打开或正常打开、非法入侵、开门超时、假锁等情况下，相关录像机启动录像或拍照，光线不足时自动打开灯具。如果是非法刷卡，则启动声光报警器；正常刷卡时，门禁控制器打开房门，夜间同时打开房间灯具；人员离开房间后（出门按铃或红外双鉴探测器感知到信号），延时自动关闭灯光。

（6）发生火灾报警时，联动火灾发生区域的摄像机进行录像，关闭空调、风机，自动打开所有门禁，并启动声光报警；同时可与自动消防系统联动，启动灭火设备。

（7）当水池水位越限时，能自动启动给排水系统；当电缆沟积水或空调漏水时自动推出报警画面，并配合电子地图显示。

（8）与SCADA系统进行联动。在操作开关、刀闸或发生事故跳闸时可以联动周围的多个摄像机，自动将摄像机对准到相关设备，实现多角度视频信息的实时监控，并对整个操作过程进行全程录像。操作后开关刀闸是否到位，可以由系统运用智能视频分析(IVS)技术，将操作结果返回SCADA系统，供操作人员参考。

（9）照明控制系统的联动。照明控制系统与视频监视系统、火灾报警系统、安全防范系统等多个系统实现联动，实现了夜间和光线照度不够时提供足够的光线亮度。

（10）系统支持短信息报警，用户可自由设置报警事件和信息内容。

5、电子地图功能

   具有较强的电子地图功能，可以方便地导入各种图片。支持在图片上添加各种设备图元，支持设备图元与实际设备一一对应。在任一设备图元上均可实现相关信息的查看及设备控制，同时在电子地图上具有相应告警提示功能。

6、语音功能

   支持变电站语音广播、主站与变电站之间的双向语音对讲；发生非法入侵时能广播告警；支持声音文件的保存及回放。

1.1　设计原则

1.1.1　安全可靠性

系统应从数据、网络、传输多方面考虑安全性问题。

1.1.2　标准化

系统软件应采用标准化、网络化、分布式的系统结构，具有高度的可靠性和安全性，同时符合ISO/OSI开放系统互联标准;系统的硬件接口应采用国际、国家、行业标准，支持与其它标准硬件、其它网络及不同生产商的设备互联。可以达到信息资源共享;系统所选用的硬件平台应符合现代工业标准，具有一定市场销售规模的通用化、系列化的标准产品，并有可靠的维修服务支持，存在有其它替代品的可能。

1.1.3　模块化

为适应系统多级监控要求，系统的每一个子系统保持高度的独立性。保证每一子系统的性能、安全可靠性及系统的标准化、开放性，并且给客户在每一个子系统上提供更多的选择，使系统具有灵活的多级组网能力。

1.1.4　可扩展性

系统应具备软硬件的扩充能力，支持系统结构的扩展和功能升级；系统所提供的支撑软件平台应支持用户进一步开发应用软件；系统应具备开放的二次接口，可以为第三方提供进行连接的接口。

1.2　建设原则

1.2.1　统一性

规范建设、统一管理，以确保整个系统的各种软件、硬件均符合相关的国际、国内标准，保证业务、功能、界面、内容的高度统一化和标准化，从而达到服务的规范化和管理的高效性。

1.2.2　先进性

采用国际最新的科技成果，从而保证整个系统在技术上处于领先地位，系统在建成后一段时间内不会因技术落后而大规模调整，并能够通过升级保持系统的先进性，延长其生命周期，同时又要保证先进的技术是稳定的、成熟的，支持现有的多种网络协议。系统应能支持监控领域新技术的发展与应用：如前端采集设备建议可以采用先进的图像处理与识别技术，可以流量统计、运动物体识别、抓拍等。

1.2.3　开放性和灵活性

视频监控系统与其他系统之间的通信接口，应符合开放系统互联标准和协议，以方便与其他系统间的互联、数据共享。

1.2.4　可扩展性

系统软件的设计应采用分层的模块化结构，以达到设置修改灵活，扩充方便，适应业务的发展变化。软、硬件平台应具有良好的可扩展能力，能够方便地进行系统升级和更新，以适应各种不同业务的不断发展。

1.2.5　安全性与可靠性

系统应用软件必须能够连续长时间不间断工作，并能在不影响系统运转的情况下做到模块在线测试、更新、加载。系统应具有较强的容错能力和良好的恢复能力，主要设备应采用双机或镜像备份工作方式，保证系统稳定运行。

1.2.6　易用性

    系统维护应尽量集中、简单，尽量避免复杂系统和多系统组合的维护，减轻维护人员的负担，提高系统的决策的效率。